Гетероэпитаксиальные материалы, используемые для изготовления квантово-каскадного лазера (ККЛ), в основном представляют собой систему материалов GaInAs/AlInAs на основе InP, систему материалов GaAs/AlGaAs на основе GaAs и систему материалов антимонида.PAM-СЯМЫНЬможет обеспечить тонкую пленку квантовых каскадных лазеров на основе InP следующим образом:
1. InGaAs/InAlAs/InP для квантово-каскадного лазерного диода.
PAM210906 — ККЛ
Гетероэпитаксиальные материалы InP №1 для квантово-каскадного лазера со спектральным диапазоном 4–5 мкм
| Слой No. | Материал | Группа | итерация | Толщина, Å | Уровень допинга Си (см-3) |
| 27 | В0.53Джорджия0.47В виде | – | – | 2000 | – |
| 26 | InP | – | – | – | – |
| 25 | InP | – | – | – | – |
| 24 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | – | |
| 23 | ВXXAlXXВ виде | – | |||
| 22 | ВXXДжорджияXX1А | – | |||
| 21 | ВXXAlXXВ виде | – | |||
| 20 | В0.669Джорджия0.331В виде | – | |||
| 19 | ВXXAlXXВ виде | – | |||
| 18 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 17 | ВXXAlXXВ виде | – | |||
| 16 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 15 | ВXXAlXXВ виде | – | |||
| 14 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 13 | ВXXAlXXВ виде | – | |||
| 12 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 11 | ВXXAlXXВ виде | – | – | ||
| 10 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 9 | ВXXAlXXВ виде | – | – | ||
| 8 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 7 | ВXXAlXXВ виде | – | |||
| 6 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 5 | ВXXAlXXВ виде | – | |||
| 4 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 3 | ВXXAlXXВ виде | – | |||
| 2 | InP | – | – | – | – |
| 1 | Подложка InP | 350 мкм | 3×1017 |
№2 Гетероэпитаксия InGaAs/InAlAs/InP для ККЛ со спектральным диапазоном 7-9 мкм
| Слой No. | Материал | Группа | итерация | Толщина, Å | Уровень допинга
Си (см-3) |
| 25 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | 200 | – |
| 24 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | 1 | – | – |
| 23 | InP | – | – | – | – |
| 22 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | – | |
| 21 | AlXXВXXВ виде | – | |||
| 20 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 19 | AlXXВXXВ виде | – | |||
| 18 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 17 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 16 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 15 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 14 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 13 | AlXXВXXВ виде | – | |||
| 12 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 11 | AlXXВXXВ виде | – | |||
| 10 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 9 | AlXXВXXВ виде | – | |||
| 8 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 7 | AlXXВXXВ виде | – | |||
| 6 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 5 | AlXXВXXВ виде | – | |||
| 4 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 3 | Al0.48В0.52В виде | – | |||
| 2 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | – | 5×1016 |
| 1 | Подложка InP | – | 1-3×1017 |
№ 3 Гетероэпитаксиальный рост InAlAs/InGaAs для ККЛ со спектральным диапазоном 7-9 мкм
| Слой No. | Материал | группа | итерация | Толщина, Å | Уровень допинга Си (см-3) |
| 79 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | 1 | – | – |
| 78 | InP | – | – | 2000 | – |
| 77 | InP | 3 | – | – | – |
| 76 | InP | – | – | – | 2×1016 |
| 75 | AlXXВXXВ виде | – | – | – | – |
| 74 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 73 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 72 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 71 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 70 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 69 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 68 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 67 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 66 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 65 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 64 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 63 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 62 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 61 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 60 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 59 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 58 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 57 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 56 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 55 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 54 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | – | – |
| 53 | AlXXВXXВ виде | – | – | – | – |
| 52 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | – | – |
| 51 | AlXXВXXВ виде | – | – | – | |
| 50 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 49 | AlXXВXXВ виде | – | |||
| 48 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 47 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 46 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 45 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 44 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 43 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 42 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 41 | AlXXВXXВ виде | – | |||
| 40 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 39 | AlXXВXXВ виде | – | |||
| 38 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 37 | AlXXВXXВ виде | – | |||
| 36 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 35 | AlXXВXXВ виде | – | |||
| 34 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 33 | AlXXВXXВ виде | – | |||
| 32 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 31 | AlXXВXXВ виде | – | |||
| 30 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | |||
| 29 | AlXXВXXВ виде | – | – | – | |
| 28 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | – | – |
| 27 | AlXXВXXВ виде | – | – | – | |
| 26 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | – | |
| 25 | AlXXВXXВ виде | – | – | – | |
| 24 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | 1 | – | – |
| 23 | AlXXВXXВ виде | – | – | – | – |
| 22 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 21 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 20 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 19 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 18 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 17 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 16 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 15 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 14 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 13 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 12 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 11 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 10 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 9 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 8 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 7 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 6 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 5 | AlXXВXXВ виде | – | – | ||
| 4 | ВXXДжорджияXXВ виде | – | – | ||
| 3 | Al0.48В0.52В виде | – | – | ||
| 2 | InP | – | – | – | |
| 1 | Подложка InP | 350 мкм | 3×1018 |
2. Зачем создавать лазер ККЛ на основе гетероэпитаксиальных материалов InGaAs/AlInAs?
Причинами использования гетероэпитаксиальных материалов InGaAs/InAlAs для изготовления ККЛ в основном являются:
1) Коэффициент усиления лазера ККЛ пропорционален (me)– 3/2. Поскольку эффективная масса электронов me в InGaAs меньше, чем эффективная масса электронов в GaAs, выигрыш в системе гетероэпитаксиальных материалов InGaAs/InAlAs больше, чем в системе материалов GaAs/AlGaAs;
2) Порядок зоны проводимости системы гетероэпитаксиальных материалов InGaAs/InAlAs относительно велик, как показано на рис. 1, а энергетическая щель между высокоэнергетическими состояниями лазерных переходов велика, что упрощает получение генерации квантово-каскадным полупроводниковым лазером. Кроме того, существуют такие факторы, как потери в волноводе и эффективность рассеивания тепла.
Рис. 1. Постоянные решетки (а) и запрещенная зона (б) гетероэпитаксиального материала InGaAs/InAlAs.
3. Что такое квантово-каскадный лазер?
QCL — это источник монопольного света среднего инфракрасного диапазона, основанный на электронном переходе между поддиапазонами.
Как работает квантово-каскадный лазер? Принцип работы отличается от принципа работы обычных полупроводниковых лазеров. Его схема генерации заключается в использовании разделенных электронных состояний, вызванных эффектом квантового ограничения в тонком слое полупроводниковой гетероструктуры, перпендикулярном толщине нанометрового уровня, и генерации инверсии числа частиц между этими возбужденными состояниями. Активная область лазера состоит из многоступенчатой конкатенации связанных квантовых ям (обычно более 500 слоев) для достижения многофотонного выхода при инжекции одного электрона. Отличительной особенностью ККЛ является то, что рабочая длина волны не связана напрямую с шириной запрещенной зоны используемых материалов, а определяется только расстоянием между подзонами связанных квантовых ям, так что длину волны квантового каскадного лазера можно настраивать в широком диапазоне. .
В настоящее время квантово-каскадные лазеры применяются в основном в области обнаружения газа, инфракрасного противодействия и терагерцовой связи.
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте по адресуvictorchan@powerwaywafer.com и powerwaymaterial@gmail.com.